CN107598348A - 空气等离子切割机的时序控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气等离子切割机的时序控制方法。该方法包括切换阶段和第一结束阶段，在第一结束阶段，控制等离子切割机进入空闲状态，切换阶段包括步骤：检测空压机能否正常工作，若空压机能正常工作，则在第一等待时间内检测等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态，若等离子切割机转到主弧状态，则给定主弧电流的预设值；检测等离子切割机的割枪开关是否关闭，若割枪开关没有关闭，则在第二等待时间内检测空压机能否正常工作，若在第二等待时间内空压机不能正常工作，则进入第一结束阶段。上述时序控制方法，若空压机不能正常工作，则控制等离子切割机也停止切割工作。这样能够有效避免等离子切割机继续工作而被损坏的情况。

Description

空气等离子切割机的时序控制方法

技术领域

本发明涉及空气等离子切割机技术领域，特别涉及一种空气等离子切割机的时序控制方法。

背景技术

空气等离子切割机是一种热切割设备,它的工作原理是以压缩空气为工作气体,以高温高速的等离子弧为热源，将被切割的金属局部熔化，同时用高速气流将已熔化的金属吹走，形成狭窄切缝。因此，在工作中空气等离子切割机必不可少要配有空压机。传统的空气等离子切割机都是外接空压机，通过切割机的内配开关气阀来控制气流开关，所以在使用过程中要有两种设备，即等离子切割机和空压机，这样在使用过程中就多有不便。随着切割机技术的不断发展，人们不断寻求更高效便捷的使用工具，于是内嵌空压机的空气等离子切割机应运而生。内嵌空压机的空气等离子切割机可以不再借助外接空压机而独立工作。

但是，内嵌空压机的空气等离子切割机工作时，空压机容易发热。在空气等离子切割机工作时间较长时，空压机自身的热保护功能会启动，空压机会停止工作。此时，如果等离子切割机继续运行，会导致空气等离子切割机的损坏。

发明内容

基于此，有必要针对上述传统的空气等离子切割机工作时间较长时，空压机停止工作，导致空气等离子切割机的损坏的问题，提供一种空气等离子切割机的时序控制方法。

一种空气等离子切割机的时序控制方法，所述等离子切割机包括空压机，所述方法包括切换阶段和第一结束阶段，在所述第一结束阶段，控制所述等离子切割机进入空闲状态，所述切换阶段包括步骤：

检测所述空压机能否正常工作，若所述空压机能正常工作，则在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态，若所述等离子切割机转到所述主弧状态，则给定主弧电流的预设值；

检测所述等离子切割机的割枪开关是否关闭，若所述割枪开关没有关闭，则在第二等待时间内检测所述空压机能否正常工作，若在所述第二等待时间内所述空压机不能正常工作，则进入所述第一结束阶段。

上述时序控制方法，等离子切割机进入引弧状态后，首先检测空压机能否正常工作，若空压机能够正常工作，则控制等离子切割机由引弧状态转到主弧状态，等离子切割机在主弧状态继续工作。在等离子切割机的主弧状态中，当等离子切割机长时间工作，则在第二等待时间内检测空压机能否正常工作，如果在第二等待时间内空压机启动热保护功能而停止工作，即空压机不能正常工作，则控制等离子切割机也停止切割工作，等离子切割机进入空闲状态。这样能够有效避免等离子切割机继续工作而被损坏的情况。

在其中一个实施例中，所述在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤之前，若所述空压机不能正常工作，则进入所述第一结束阶段。

在其中一个实施例中，所述第一结束阶段在控制所述等离子切割机进入所述空闲状态的步骤之前，还包括步骤：

关闭驱动电流，给定引弧电流的预设值，关闭所述空压机，开启所述等离子切割机的报警灯，设定第三等待时间；

等待所述第三等待时间。

在其中一个实施例中，所述检测所述空压机能否正常工作的步骤包括：检测所述等离子切割机是否满足条件：所述空压机的工作电流小于第一电流阈值或所述引弧电流大于第二电流阈值，若满足所述条件，则所述空压机不能正常工作，若不满足所述条件，则所述空压机能够正常工作。

在其中一个实施例中，所述在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤包括：在所述第一等待时间内检测所述等离子切割机是否满足条件：所述等离子切割机的原边电流大于第三电流阈值且所述引弧电流小于第四电流阈值，若满足所述条件，则所述等离子切割机由所述引弧状态转到主弧状态，若不满足所述条件，则所述等离子切割机没有由所述引弧状态转到主弧状态。

在其中一个实施例中，所述空气等离子切割机的时序控制方法还包括第二结束阶段，在所述第二结束阶段，控制所述等离子切割机进入所述空闲状态；所述在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤之后，若所述等离子切割机没有由所述引弧状态转到所述主弧状态，则进入所述第二结束阶段。

在其中一个实施例中，所述第二结束阶段在控制所述等离子切割机进入所述空闲状态的步骤之前，还包括步骤：

关闭所述驱动电流，给定所述引弧电流的预设值，等待所述割枪开关关闭；

检测所述割枪开关是否关闭，若所述割枪关闭，则等待第四等待时间后关闭所述空压机。

在其中一个实施例中，所述空气等离子切割机的时序控制方法还包括第三结束阶段，在所述第三结束阶段，控制所述等离子切割机进入所述空闲状态；在检测所述等离子切割机的割枪开关是否关闭的步骤之后，若所述割枪开关关闭，则进入所述第三结束阶段。

在其中一个实施例中，所述第三结束阶段在控制所述等离子切割机进入所述空闲状态的步骤之前，还包括步骤：

关闭所述驱动电流；

等待第五等待时间后关闭所述空压机。

在其中一个实施例中，在所述切换阶段之前还包括启动阶段，在所述启动阶段，控制所述等离子切割机进入所述引弧状态。

附图说明

图1为本发明第一实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图；

图2为本发明第二实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图；

图3为本发明第三实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图；

图4为本发明第四实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图；

图5为本发明第五实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

空气等离子切割机包括空压机。空气等离子切割机，可以以非高频等离子切割机为例，包括两种工作状态：引弧状态和主弧状态。一般情况，在等离子切割机的空闲状态，便会给定引弧电流的预设值，随时为等离子切割机的进入引弧状态做好准备。在引弧状态，割枪的电极针引燃电弧，为等离子切割机进入主弧状态做准备。在主弧状态，等离子切割机进行切割任务。因此，在切割工件时，等离子切割机首先进入引弧状态，然后由引弧状态切换至主弧状态。

请参照图1，为本发明第一实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图。如图1所示，一种空气等离子切割机的时序控制方法，包括切换阶段S100和第一结束阶段S200。等离子切割机的时序控制工作由单片机完成。在切换阶段S100，控制等离子切割机由引弧状态进入主弧状态。在第一结束阶段S200，控制等离子切割机进入空闲状态。

该时序控制方法中，切换阶段S100包括步骤S110，检测空压机能否正常工作，若空压机能正常工作，则执行步骤S120，在第一等待时间内检测等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态，若等离子切割机转到主弧状态，则执行步骤S130，给定主弧电流的预设值。

具体地，在等离子切割机由空闲状态转入引弧状态，进入主弧状态之前，先检测空压机能否正常工作，如果空压机能够正常工作，则等离子切割机具备了正常工作的必要条件。进一步地，在确定空压机能够正常工作之后，在第一等待时间内检测等离子切割机是否由引弧状态转到了主弧状态，如果等离子切割机转入了主弧状态，则给定主弧电流的预设值。其中，第一等待时间可以依据需要设置，比如可以设定为10s。接下来，如果割枪开关打开，等离子切割机便可以输出主弧电流，切割工件。

步骤S140，检测等离子切割机的割枪开关是否关闭，若割枪开关没有关闭，则执行步骤S150，在第二等待时间内检测空压机能否正常工作，若在第二等待时间内空压机不能正常工作，则进入第一结束阶段S200。

具体地，当等离子切割机进入主弧状态，给定了主弧电流的预设值，还要检测割枪开关是否关闭，若割枪开关没有关闭，说明等离子切割机的输出端输出主弧电流，等离子切割机处在切割工件的工作状态。这时，空压机已经工作一段时间，空压机工作时间过长或启动热保护功能会停止工作，因此，需要在等离子切割机的切割工件的时间段再次检测空压机的工作状态。进一步地，需要在第二等待时间内检测空压机能否正常工作，如果在第二等待时间内空压机不能持续正常工作，则控制等离子切割机进入空闲状态，保护等离子切割机不受损坏。如果在第二等待时间内空压机能持续正常工作，则继续给定主弧电流的预设值，使等离子切割机继续在主弧状态工作。其中，第二等待时间较短，数量级为ms级，比如可以设定为50ms。

需要说明的是，等离子切割机的引弧转为主弧后，要适时给定主弧电流的预设值，主弧电流是根据切割任务可调的电流。

上述时序控制方法，等离子切割机进入引弧状态后，首先检测空压机能否正常工作，若空压机能够正常工作，则控制等离子切割机由引弧状态转到主弧状态，等离子切割机在主弧状态继续工作。在等离子切割机的主弧状态中，当等离子切割机长时间工作，则在第二等待时间内检测空压机能否正常工作，如果空压机工作时间过长或启动热保护功能而停止工作，即空压机不能正常工作，则控制等离子切割机也停止切割工作，等离子切割机进入空闲状态。这样能够有效避免等离子切割机继续工作而被损坏的情况。

如图1所示，本实施例中，第一结束阶段S200在控制等离子切割机进入空闲状态的步骤之前，还包括步骤S210，关闭驱动电流，给定引弧电流的预设值，关闭空压机，开启等离子切割机的报警灯，设定第三等待时间。当检测到空压机不能正常工作时，关闭驱动电流(即关闭PWM(Pulse Width Modulation)电流控制器，PWM电流控制器是控制驱动电流的开关)，等离子切割机在没有驱动电流的情况下，便无法工作，此时给定引弧电流的预设值，为等离子切割机恢复正常工作做好准备。关闭空压机，开启空压机的报警灯，则说明空压机此时已经无法工作。设定第三等待时间，第三等待时间可以根据需求设定，优选地，可以设定为10分钟。本实施例中，引弧电流的预设值可以设置为15安培。

步骤S220，等待第三等待时间。在第三等待时间内，等离子切割机进入故障保护状态。同时在第三等待时间内，冷却空压机，使其降温，以利于快速恢复工作。第三等待时间过后，等离子切割机退出保护状态，进入空闲状态，则等离子切割机可以继续工作。

这样当检测到空压机不能正常工作时，通过关闭驱动电流，关闭空压机，开报警灯，可以及时使等离子切割机停止工作，保护等离子切割机不受损坏，同时还能冷却空压机。

请参照图2，为本发明第二实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图。本实施例中，切换阶段S100和第一结束阶段S200请参照图1所示的实施例。如图2所示，本实施例中，检测空压机能否正常工作的步骤，即步骤S110为，检测等离子切割机是否满足条件：空压机的工作电流小于第一电流阈值或引弧电流大于第二电流阈值，若满足条件，则空压机不能正常工作，若不满足条件，则空压机能够正常工作。

具体地，空压机的工作电流需大于或等于第一电流阈值，空压机才能正常工作；相反，空压机不能正常工作。从另一个角度分析，当空压机不工作时，就没有气流通过割枪，割枪的割嘴就会短路，短路电流比一般的引弧电流要大，所以判断引弧电流的大小也可以说明空压机有没有提供气流。如果引弧电流大于第二电流阈值，则说明割枪的割嘴短路，空压机没有气流，因此空压机不能正常工作。相反，则空压机能够正常工作。这样，通过判断空压机的工作电流或者引弧电流的大小检测空压机能否正常工作，极为简便。本实施例中，可用电流传感器或者霍尔传感器检测电流的大小。

本实施例中，在第一等待时间内检测等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤，即步骤S120为，在第一等待时间内检测等离子切割机是否满足条件：等离子切割机的原边电流大于第三电流阈值且引弧电流小于第四电流阈值，若满足条件，则等离子切割机由引弧状态转到主弧状态，若不满足条件，则等离子切割机没有由引弧状态转到主弧状态。

具体地，等离子切割机的原边电流是指等离子切割机的主机的采样电流，如果采样到的原边电流大于第三电流阈值，则说明等离子切割机可以开始工作。在主弧状态，等离子切割机的输出电流为主弧电流，此时引弧电流较小。因此原边电流大于第三电流阈值，并且引弧电流的值小于第四电流阈值，则说明等离子切割机由引弧状态转入主弧状态成功。本实施例中，第四电流阈值可以设置为0.5安培。相反，则说明等离子切割机没有由引弧状态转入主弧状态。进一步地，在第一等待时间内持续检测到等离子切割机的原边电流大于第三电流阈值且引弧电流小于第四电流阈值，则说明等离子切割机已经稳定在主弧状态，等离子切割机可以进行切割任务。如果在第一等待时间内一次或多次检测到等离子切割机不满足条件：等离子切割机的原边电流大于第三电流阈值且引弧电流小于第四电流阈值，则说明等离子切割机没有稳定在主弧状态，等离子切割机还不能进行切割任务。通过电流的大小检测等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态，检测方便。

如图2所示，在第一等待时间内检测等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤之前，即步骤S120之前，若空压机不能正常工作，则进入第一结束阶段S200。这样，在进入主弧状态之前，检测到空压机不能正常工作，便控制等离子切割机进入空闲状态，割枪停止工作，保护等离子切割机不受损坏。

请参照图3，为本发明第三实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图。本实施例的切换阶段S100和第一结束阶段S200的流程可参照图1或图2所示的实施例。如图3所示，本实施例中，空气等离子切割机的时序控制方法还包括第二结束阶段S300，在第二结束阶段S300，控制等离子切割机进入空闲状态。在第一等待时间内检测等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤之后，若等离子切割机没有由引弧状态转到主弧状态，则进入第二结束阶段S300。

具体地，在切换阶段S100，如果在第一等待时间内检测到等离子切割机没有由引弧状态转到主弧状态，则说明即便空压机能够正常工作，等离子切割机仍然不能进行切割工作，这时控制等离子切割机进入空闲状态，为等离子切割机的下次工作做好准备。这样可以有效控制等离子切割机的工作，提高工作效率。

进一步地，第二结束阶段S300在控制等离子切割机进入空闲状态的步骤之前，还包括步骤S310，关闭驱动电流，给定引弧电流的预设值，等待割枪开关关闭。步骤S320，检测割枪开关是否关闭，若割枪关闭，则执行步骤S330，等待第四等待时间后关闭空压机。这样，通过关闭驱动电流和割枪开关，即可使等离子切割机停止工作，在第四等待时间内利用空压机的气流冷却割枪，在第四等待时间后关闭空压机，等离子切割机进入空闲状态，为等离子切割机的下次工作做好准备，提高等离子切割机的工作效率。其中，第四等待时间可以根据需求设置，优选地，可以设置为15s。

请参照图4，为本发明第四实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图。本实施例的切换阶段S100和第一结束阶段S200的流程可参照图1或图2所示的实施例。如图4所示，本实施例中，空气等离子切割机的时序控制方法还包括第三结束阶段S400，在第三结束阶段S400，控制等离子切割机进入空闲状态；在检测等离子切割机的割枪开关是否关闭的步骤之后，若割枪开关关闭，则进入第三结束阶段S400。

具体地，在等离子切割机的主弧状态，给定了主弧电流的预设值，这时虽然等离子切割机具备了切割工作的电性条件，但是还要继续确认割枪开关是否关闭。如果割枪开关打开，那么等离子切割机便可以切割工件。如果割枪开关关闭，则说明割枪由于故障停止工作，那么等离子切割机不可以强行切割工件，否则割枪容易损坏，此时控制等离子切割机进入空闲状态，保护割枪。

进一步地，第三结束阶段S400在控制等离子切割机进入空闲状态的步骤之前，还包括步骤S410，关闭驱动电流。步骤S420，等待第五等待时间后关闭空压机。这样，关闭驱动电流，等离子切割机便停止工作，在第五等待时间内利用空压机的气流冷却割枪，在第五等待时间后关闭空压机，保护割枪，使等离子切割机进入空闲状态，为下次工作做好准备，提高等离子切割机的工作效率。其中，第五等待时间可以根据需求设置，优选地，可以设置为15s。

请参照图5，为本发明第五实施例的空气等离子切割机的时序控制方法流程示意图。如图5所示，本实施例中，该时序控制方法在切换阶段S100之前还包括启动阶段S500，在启动阶段S500，控制等离子切割机由空闲状态进入引弧状态。本实施例的切换阶段S100和第一结束阶段S200可参照图2所示的实施例，第二结束阶段S300可参照图3所示的实施例。需要说明的是，如前述，等离子切割机在空闲状态，就已经为随时进入工作状态做好了准备，也就是说，在空闲状态，已经给定了引弧电流的预设值。

启动阶段S500的包括步骤S510，检测割枪开关是否打开，若割枪开关打开，则执行步骤S520，立即关闭空压机的气阀，等待第一延迟时间后打开驱动电流。

具体地，因为空压机停止工作后的一段时间(如15s)，会处在滞后断气阶段，气流还没有完全停止。在割枪开关打开后，需要先确保空压机的气阀关闭，排空空压机的气流，以确保引弧安全和提高引弧率，避免空压机的气流惯性对引弧造成影响。

步骤S530，检测原边电流是否大于第三电流阈值，如果原边电流大于第三电流阈值，则执行步骤S540，等待第二延迟时间后打开空压机，设定第三延迟时间。

具体地，如前述，等离子切割机的原边电流是指等离子切割机的主机的采样电流，如果采样到的原边电流大于第三电流阈值，则说明等离子切割机可以开始工作。采样到原边电流后等待第二延迟时间，待主机工作稳定，打开空压机，提供等离子切割机工作需要的气流。其中，第二延迟时间可以根据需求设定，比如可以设定为0.1s。至此等离子切割机引弧需要的两个条件：一是驱动电流，二是气流已经具备，可以开始引弧。

步骤S550，在第三延迟时间内检测等离子切割机是否满足条件：原边电流大于第三电流阈值且引弧电流大于第五电流阈值，如果在第三延迟时间内等离子切割机满足该条件，则执行步骤S560，等离子切割机进入引弧状态，设定第一等待时间。

具体地，等离子切割机引弧的条件具备，则开始检测引弧是否成功，即在第三延迟时间内检测等离子切割机的电流是否满足上述条件。如果等离子切割机在第三延迟时间内满足上述条件，则说明引弧成功并且稳定进入引弧状态，进一步地，等离子切割机可进入切换阶段S100。如果等离子切割机在第三延迟时间内不满足上述条件，则说明引弧失败，等离子切割机不可以继续进入切换阶段S100，这时，可以控制等离子切割机进入第二结束阶段S300。

等离子切割机进入引弧状态后，便由启动阶段S500进入切换阶段S100继续工作。换句话说，等离子切割机进入引弧状态的启动阶段S500是为等离子切割机的切割工作做好准备，保证等离子切割机正常工作的基础条件，使等离子切割机更安全的工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种空气等离子切割机的时序控制方法，所述等离子切割机包括空压机，其特征在于，所述方法包括切换阶段和第一结束阶段，在所述第一结束阶段，控制所述等离子切割机进入空闲状态，所述切换阶段包括步骤：

检测所述空压机能否正常工作，若所述空压机能正常工作，则在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态，若所述等离子切割机转到所述主弧状态，则给定主弧电流的预设值；

检测所述等离子切割机的割枪开关是否关闭，若所述割枪开关没有关闭，则在第二等待时间内检测所述空压机能否正常工作，若在所述第二等待时间内所述空压机不能正常工作，则进入所述第一结束阶段。

2.根据权利要求1所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，所述在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤之前，若所述空压机不能正常工作，则进入所述第一结束阶段。

3.根据权利要求1或2所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，所述第一结束阶段在控制所述等离子切割机进入所述空闲状态的步骤之前，还包括步骤：

关闭驱动电流，给定引弧电流的预设值，关闭所述空压机，开启所述等离子切割机的报警灯，设定第三等待时间；

等待所述第三等待时间。

4.根据权利要求3所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，所述检测所述空压机能否正常工作的步骤包括：

检测所述等离子切割机是否满足条件：所述空压机的工作电流小于第一电流阈值或所述引弧电流大于第二电流阈值，若满足所述条件，则所述空压机不能正常工作，若不满足所述条件，则所述空压机能够正常工作。

5.根据权利要求3所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，所述在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤包括：

在所述第一等待时间内检测所述等离子切割机是否满足条件：所述等离子切割机的原边电流大于第三电流阈值且所述引弧电流小于第四电流阈值，若满足所述条件，则所述等离子切割机由所述引弧状态转到主弧状态，若不满足所述条件，则所述等离子切割机没有由所述引弧状态转到主弧状态。

6.根据权利要求3所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，还包括第二结束阶段，在所述第二结束阶段，控制所述等离子切割机进入所述空闲状态；

所述在第一等待时间内检测所述等离子切割机是否由引弧状态转到主弧状态的步骤之后，若所述等离子切割机没有由所述引弧状态转到所述主弧状态，则进入所述第二结束阶段。

7.根据权利要求6所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，所述第二结束阶段在控制所述等离子切割机进入所述空闲状态的步骤之前，还包括步骤：

关闭所述驱动电流，给定所述引弧电流的预设值，等待所述割枪开关关闭；

检测所述割枪开关是否关闭，若所述割枪关闭，则等待第四等待时间后关闭所述空压机。

8.根据权利要求3所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，还包括第三结束阶段，在所述第三结束阶段，控制所述等离子切割机进入所述空闲状态；

在检测所述等离子切割机的割枪开关是否关闭的步骤之后，若所述割枪开关关闭，则进入所述第三结束阶段。

9.根据权利要求8所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，所述第三结束阶段在控制所述等离子切割机进入所述空闲状态的步骤之前，还包括步骤：

关闭所述驱动电流；

等待第五等待时间后关闭所述空压机。

10.根据权利要求1所述的空气等离子切割机的时序控制方法，其特征在于，在所述切换阶段之前还包括启动阶段，在所述启动阶段，控制所述等离子切割机进入所述引弧状态。